JPS5922169A - 時分割乗算型積分回路 - Google Patents
時分割乗算型積分回路Info
- Publication number
- JPS5922169A JPS5922169A JP13030182A JP13030182A JPS5922169A JP S5922169 A JPS5922169 A JP S5922169A JP 13030182 A JP13030182 A JP 13030182A JP 13030182 A JP13030182 A JP 13030182A JP S5922169 A JPS5922169 A JP S5922169A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- output
- circuit
- comparator
- inverted
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor
- G06G7/18—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor for integration or differentiation; for forming integrals
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Mathematical Physics (AREA)
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- Software Systems (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(1)発明の利用分野
本発明は三角波ないし鋸歯状波の変調信号発生回路を用
いた時分割乗算型積分回路に関し、特に二つの信号の槓
の積分に比例する数のノ<ルスを出力するのに好適な回
路に関する。
いた時分割乗算型積分回路に関し、特に二つの信号の槓
の積分に比例する数のノ<ルスを出力するのに好適な回
路に関する。
(2)従来技術
時分割乗算器の1つとしては米国GE社より出された電
子式電力量計用のもの(文献 INT。
子式電力量計用のもの(文献 INT。
J、 glectronics 1980. Vol
48 、 A3 。
48 、 A3 。
pp257 )が知られている。この文献では三相交流
用を示しているが、これを単相用に書き直したものを第
1図に示す。
用を示しているが、これを単相用に書き直したものを第
1図に示す。
この回路の動作を以下に簡単に説明する。変調信号発生
回路10は積分器I NTIとコンノくレータCPI、
CP2およびフリップフロップFFI、スイッチSWl
よシなシ、士VRの範囲で一定の正負の傾きを持って発
振する二角波信号■Δを発生する。一方第1の入力信号
十EV、Sるいはその反転信号−EVは制御信号SVに
よシスイッチSW3でいずれか一力が選択されてコンツ
クレータCP3に入り、変調信号VΔと比較されてデユ
ーティ比がByに比例するよりなノ(ルス幅変調イ言号
SIk得る。第2の入力+E1およびその反転入力−E
lはスイッチSW2に入力されパルス幅変調信号81で
いずれかが選択されて信号VMとなる。こうして得られ
た信号V’Mは時間平均すると+EVと十E1の積に比
例している。このVMi槓分積分NT2に人力し積分器
出力ypが比較電圧上VRの範囲を越えたら比較器CP
4あるいはCF2から信号を出しフリップフロップFF
2−eセットあるいはリセットする。FF2の出力は制
御信号SVとしてスイッチSW3に帰還され信号VMの
平均値の符号を反転させ、結果として積分器出力VPが
比較′電圧士VRの範囲を越えないようにしている。S
Vの周波数は、2つの入力EVとElの積に比例してお
り、従ってSvをカウントすることによって2人力の積
のl1iI’e知ることができる。
回路10は積分器I NTIとコンノくレータCPI、
CP2およびフリップフロップFFI、スイッチSWl
よシなシ、士VRの範囲で一定の正負の傾きを持って発
振する二角波信号■Δを発生する。一方第1の入力信号
十EV、Sるいはその反転信号−EVは制御信号SVに
よシスイッチSW3でいずれか一力が選択されてコンツ
クレータCP3に入り、変調信号VΔと比較されてデユ
ーティ比がByに比例するよりなノ(ルス幅変調イ言号
SIk得る。第2の入力+E1およびその反転入力−E
lはスイッチSW2に入力されパルス幅変調信号81で
いずれかが選択されて信号VMとなる。こうして得られ
た信号V’Mは時間平均すると+EVと十E1の積に比
例している。このVMi槓分積分NT2に人力し積分器
出力ypが比較電圧上VRの範囲を越えたら比較器CP
4あるいはCF2から信号を出しフリップフロップFF
2−eセットあるいはリセットする。FF2の出力は制
御信号SVとしてスイッチSW3に帰還され信号VMの
平均値の符号を反転させ、結果として積分器出力VPが
比較′電圧士VRの範囲を越えないようにしている。S
Vの周波数は、2つの入力EVとElの積に比例してお
り、従ってSvをカウントすることによって2人力の積
のl1iI’e知ることができる。
さて本回路において動作を詳細に解析してみるとSvの
周波数fF′iEVを固定したときに1dElに比例す
るが、Elを固定したとき厳密にはENに比例せず誤差
を生じる。この様子を第2図で示す。
周波数fF′iEVを固定したときに1dElに比例す
るが、Elを固定したとき厳密にはENに比例せず誤差
を生じる。この様子を第2図で示す。
第2図において(1)は三角波VΔおよび第1の入力E
Nの関係を示す。(2)のSl+ はコンパレータCl
) 3の十人力が+ENである場合のCP3出力S1の
波形を、(3)のSI−は−EN入力に対する31の波
形を示す。今5V=Oの状態からスタートしこのとき積
分器INT2の出力ypが(6)の状態であったとする
と、以後の動作は図のようにVPが+VRに達した時点
で5v=iとなシ、SIはSI+の波形になる。そして
ypが−Vlζに達するとSVはふたたび0となシ、S
IはSI−の波形となる。−力VPの正しい波形は(6
)の破線で示したようになるべきである。これは31の
かわりにSニーをSvで反転して作ったSI/ i用い
たものである。これを見ると実際のvPO方が早く反転
している。このためV−f変換された出力周波数すなわ
ちSvの周波数は正しい値より大きくなる。またこれは
入力値ENと比例関係にないため、直線性誤差となって
現われる。
Nの関係を示す。(2)のSl+ はコンパレータCl
) 3の十人力が+ENである場合のCP3出力S1の
波形を、(3)のSI−は−EN入力に対する31の波
形を示す。今5V=Oの状態からスタートしこのとき積
分器INT2の出力ypが(6)の状態であったとする
と、以後の動作は図のようにVPが+VRに達した時点
で5v=iとなシ、SIはSI+の波形になる。そして
ypが−Vlζに達するとSVはふたたび0となシ、S
IはSI−の波形となる。−力VPの正しい波形は(6
)の破線で示したようになるべきである。これは31の
かわりにSニーをSvで反転して作ったSI/ i用い
たものである。これを見ると実際のvPO方が早く反転
している。このためV−f変換された出力周波数すなわ
ちSvの周波数は正しい値より大きくなる。またこれは
入力値ENと比例関係にないため、直線性誤差となって
現われる。
この現象を詳しく解析する。
まず変調信号VΔと人力EVが第3図(a)のような関
係にあるとする。このときスイッチSW3が十Bv側の
ときのSxをSP、その逆を、3I−で表わすと第3図
(b)の波形となる。このSIによシSW2が切換えら
れ信号VMを得る。ここでSl−によるVMをVM−、
SPによるVMをVM+と表わすと第3図(C)の波形
會倚る。実際の動作ではSVO値によってVM+とV、
V!−が切換えられて入力されるが、このときの出力y
pの波形はSVに同期して折り返されたものである。し
かし誤差について考える場合折り返しのない方が考えや
すい。そこで第3図(d)のようにVM′を定義する。
係にあるとする。このときスイッチSW3が十Bv側の
ときのSxをSP、その逆を、3I−で表わすと第3図
(b)の波形となる。このSIによシSW2が切換えら
れ信号VMを得る。ここでSl−によるVMをVM−、
SPによるVMをVM+と表わすと第3図(C)の波形
會倚る。実際の動作ではSVO値によってVM+とV、
V!−が切換えられて入力されるが、このときの出力y
pの波形はSVに同期して折り返されたものである。し
かし誤差について考える場合折り返しのない方が考えや
すい。そこで第3図(d)のようにVM′を定義する。
すなわちVM’−−VM−、VM” =−VM+である
。そして例えばy Ml−を積分した出力は第3図(e
)のyp−となる。なおこのように積分出力の折シ返し
をなくした場合、SVは例えばvPが4iVR〜2 (
2i+1 )VRTid ” O”、 2 (2
i+1 )VR〜2(2i+2)VRでは′°1“とい
うように決めればよい。
。そして例えばy Ml−を積分した出力は第3図(e
)のyp−となる。なおこのように積分出力の折シ返し
をなくした場合、SVは例えばvPが4iVR〜2 (
2i+1 )VRTid ” O”、 2 (2
i+1 )VR〜2(2i+2)VRでは′°1“とい
うように決めればよい。
さてここでSVが切換わることによる誤差について考え
る。Svの変化はypがある比較電圧を越えた瞬間に生
じ、その結果例えばそれ1でVM” k積分していたと
すればその瞬間以降はVM/+の積分に切換わる。この
切換えはどの時点でも生じうるものではない。それは例
えば第3図(e)に示すようにypが上昇しているとす
れば、VPが0点に達するまでに切換えが生じないとき
には、VPが0点と同電位になる0点までの間は決して
切換えが起りえないからである。この幅は第4図(a)
に示すようにV Mlが変調信号1サイクルの中で十E
lの値をとる割合をDと定義すれば、2Dの幅を持つ。
る。Svの変化はypがある比較電圧を越えた瞬間に生
じ、その結果例えばそれ1でVM” k積分していたと
すればその瞬間以降はVM/+の積分に切換わる。この
切換えはどの時点でも生じうるものではない。それは例
えば第3図(e)に示すようにypが上昇しているとす
れば、VPが0点に達するまでに切換えが生じないとき
には、VPが0点と同電位になる0点までの間は決して
切換えが起りえないからである。この幅は第4図(a)
に示すようにV Mlが変調信号1サイクルの中で十E
lの値をとる割合をDと定義すれば、2Dの幅を持つ。
したがって同図に斜線で示した期間は切換えが起シえな
い。
い。
次に第4図(b)において時刻toでvM′−を積分し
ているとする。そしてサイクル■の間に切換えが生じる
とすれば、実質的にはそのうちの1−2Dのホα囲での
み切換えが起こる。切換えの生じる確率はこの範囲で等
しいと考えてよい。同じことがサイクル■でy Ml
+ からv Ml−に移る場合についても言える。そこ
でtoから12までの間にvM′が十Elをとる期間(
Tとする)が、切換え全行なわない場合に比べどれだけ
変化するかを見ればよい。壕ず切換え全行なわない場合
T 1= 3 D(a)において である。なおT a、T b、Tcは切換えがτa。
ているとする。そしてサイクル■の間に切換えが生じる
とすれば、実質的にはそのうちの1−2Dのホα囲での
み切換えが起こる。切換えの生じる確率はこの範囲で等
しいと考えてよい。同じことがサイクル■でy Ml
+ からv Ml−に移る場合についても言える。そこ
でtoから12までの間にvM′が十Elをとる期間(
Tとする)が、切換え全行なわない場合に比べどれだけ
変化するかを見ればよい。壕ず切換え全行なわない場合
T 1= 3 D(a)において である。なおT a、T b、Tcは切換えがτa。
τb、τCで行なわれた場合のtoからt!までの間に
V M /が+E+となる期間でらる。するとT2=7
m−1−r b+r。(′″a’pm−1−Tb’l’
b−1−r°’L” −]= (3−−) D
・曲間(1)−2D 1 となる。またー<D<−のとき第5図(b)において2 である。故に となる。したがって切換えが2回行なわ7tたイ麦の+
Elの期間の誤差T−は となる。この結集積分器の出力ypの電圧誤差V−は次
のようになる。
V M /が+E+となる期間でらる。するとT2=7
m−1−r b+r。(′″a’pm−1−Tb’l’
b−1−r°’L” −]= (3−−) D
・曲間(1)−2D 1 となる。またー<D<−のとき第5図(b)において2 である。故に となる。したがって切換えが2回行なわ7tたイ麦の+
Elの期間の誤差T−は となる。この結集積分器の出力ypの電圧誤差V−は次
のようになる。
切換え2回当りV−の電圧誤差を含む場合、出ブノパル
スSvの周波数fvは次式となる。
スSvの周波数fvは次式となる。
ここでDは次式によりEVと関係している。
正しい周波数fVoは(5)式でv−二〇としたもので
ある。したがって周波数誤差ε」を定義するとεfは次
のようになる。
ある。したがって周波数誤差ε」を定義するとεfは次
のようになる。
(方式に(3)式および(4)式を代入すると次の結果
を得る。
を得る。
0(ENくVR/2のとき
VR/2<EN<VRのとき
これはElおよびENの変化に対して第6図のような誤
差となって現われる。
差となって現われる。
以上見てきたように従来方式では切換え時の誤差が存在
するため正しい変換が行なわれない。
するため正しい変換が行なわれない。
(3)発明の目的および総括説明
本発明は簡単な回路の改良で、従来回路に本質的に含ま
れていた誤差をとシ除き正確な出力パルスを得られるよ
うにすることを目的とし、第1の入力と変調信号を比較
する比較器の出力全制御信号によシ反転させる回路金膜
けたものである。
れていた誤差をとシ除き正確な出力パルスを得られるよ
うにすることを目的とし、第1の入力と変調信号を比較
する比較器の出力全制御信号によシ反転させる回路金膜
けたものである。
(4)実施例
第7図は本発明の実施例を示したものである。
第7図において第1図と同じ参照記号のものは同じもの
を示す。第7図においてはスイッチSW3および第1の
入力の反転入力−Evが除かれ、コンパレータの出力V
tを制御信号SVにより反転するための排他的論理和(
FOR)回路L1が付加され、Llの出力がスイッチS
W2の切換え信号SIとなっている。本回路の動作を第
8図によシ説明する。第1の入力子ENと変調信号VΔ
が第8図(a)の関係にあるとすれば、コンパレータC
F2の出力Vgは同図(b)のようになる。Vgは制御
信号Svにより同図(C)のようにSv=”′0′″で
あればSI−で示す波形に、S■=II Illであれ
ばSI+で示す波形になる。すなわち従来回路と異なυ
パルス状の部分がSI−、Sl”とも同一タイミングで
生じる。したがって乗算出力VMも同図(d)に、VM
−、VM+で示すような波形となる。この場合従来回路
の解析で用いたと同様の考え力で積分器出力VPの折り
返しを行なわないようにすれば同図(e)のようにVM
′−とV M /+は全く同一の波形となる。そのため
SVが切換わることによる誤差は生じない。
を示す。第7図においてはスイッチSW3および第1の
入力の反転入力−Evが除かれ、コンパレータの出力V
tを制御信号SVにより反転するための排他的論理和(
FOR)回路L1が付加され、Llの出力がスイッチS
W2の切換え信号SIとなっている。本回路の動作を第
8図によシ説明する。第1の入力子ENと変調信号VΔ
が第8図(a)の関係にあるとすれば、コンパレータC
F2の出力Vgは同図(b)のようになる。Vgは制御
信号Svにより同図(C)のようにSv=”′0′″で
あればSI−で示す波形に、S■=II Illであれ
ばSI+で示す波形になる。すなわち従来回路と異なυ
パルス状の部分がSI−、Sl”とも同一タイミングで
生じる。したがって乗算出力VMも同図(d)に、VM
−、VM+で示すような波形となる。この場合従来回路
の解析で用いたと同様の考え力で積分器出力VPの折り
返しを行なわないようにすれば同図(e)のようにVM
′−とV M /+は全く同一の波形となる。そのため
SVが切換わることによる誤差は生じない。
以上示したように簡単な回路の改良により誤差のない正
確なパルスを出力できる時分割乗算型積分回路を実現で
きる。
確なパルスを出力できる時分割乗算型積分回路を実現で
きる。
第1図は時分割乗算型積分器の従来例、第2図から第5
図は従来回路の動作説明および誤差説明のだめのタイム
チャート、第6図は従来回路により発生する誤差の様子
、第7図は本発明の時分割乗算型積分器の実施例、第8
図はそのタイムチャ第 1 図 第 2 口 b 聞 3 図 (bン (c) (d) (e) 第 4 図 χ5図 (α) (b) ルo It第 6 図 Ityh E’− 71?E〜
図は従来回路の動作説明および誤差説明のだめのタイム
チャート、第6図は従来回路により発生する誤差の様子
、第7図は本発明の時分割乗算型積分器の実施例、第8
図はそのタイムチャ第 1 図 第 2 口 b 聞 3 図 (bン (c) (d) (e) 第 4 図 χ5図 (α) (b) ルo It第 6 図 Ityh E’− 71?E〜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一定周波数の三角波ないし鋸歯状波の変調信号を発
生する回路と、第1の信号と該変調信号とを比較する比
較器と、比較器の出力を積分回路から出力される制御信
号によシ反転する論理回路と、該論理回路の出力に応じ
て第2の信号および該第2の信号を反転した信号とを選
択する選択手段と、該選択手段により選択された信号を
積分する積分器と、該積分器出力が所定値になるごとに
パルスおよび制御信号全出力する回路とを有し、該第1
.第2の信号の積の積分に比例した数のパルスを出力す
る積分回路。 2、該論理回路は該比較器の出力と、該制御信号との排
他的論理和を出力するものである第1項の積分回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13030182A JPS5922169A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 時分割乗算型積分回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13030182A JPS5922169A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 時分割乗算型積分回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5922169A true JPS5922169A (ja) | 1984-02-04 |
| JPH0357504B2 JPH0357504B2 (ja) | 1991-09-02 |
Family
ID=15031040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13030182A Granted JPS5922169A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 時分割乗算型積分回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922169A (ja) |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP13030182A patent/JPS5922169A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0357504B2 (ja) | 1991-09-02 |
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